Schwefeldüngung im Grünland
Schwefel stellt sowohl für die menschliche und tierische Ernährung als auch für die pflanzliche Nährstoffversorgung ein essentielles Element dar. Dieses Element ist ebenso wie Stickstoff an der Bildung und Ausprägung von Aminosäuren beteiligt und ist wichtiger Bestandteil von Enzymen.
Es regnet kein Schwefel mehr
Durch die Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Energieträger (Braunkohle, Steinkohle, Erdöl), die insbesondere in der Energiewirtschaft eingesetzt werden, entsteht Schwefeldioxid (SO2), das mit Wasser eine schweflige Säure (H2SO3) bildet. In Deutschland wurden bis in die 1990er Jahre große Mengen Schwefel über die Luft emittiert (>5 Mio t SO2/Jahr). Die mit Schwefeldioxid bzw. schwefliger Säure angereicherte Luft führte aufgrund ihrer Toxizität in der Vergangenheit zu Schäden u.a. an Pflanzen (insbes. Blätter und Nadeln von Bäumen) aber auch an Kalkstein haltigen Gebäuden. Ein großer Teil der Schwefel-Depositionen gelangte in den Boden, wo er zum Teil von organischen Verbindungen akkumuliert oder als Sulfat (SO4) unmittelbar von Pflanzen aufgenommen und verstoffwechselt wurde (z.B. für Proteinsynthese). Ebenso konnte mineralisierter Schwefel in Form von Sulfat ausgewaschen werden und ins Grundwasser gelangen. Umfangreiche Bemühungen, insbesondere Seitens der Energiewirtschaft in den 1980er und 1990er Jahren, haben durch den Einsatz von Rauchgasentschwefelungsanlagen zu einem drastischen Rückgang der Schwefelemissionen bzw. Depositionen geführt. Dabei konnten die SO2-Emissionen in den letzten 25 Jahren um über 90 Prozent reduziert werden. Diese Maßnahmen haben entscheidend zu Verbesserung der Luftqualität beigetragen.
Schwefeldüngung Standard
Die immer geringeren Schwefeldepositionen einerseits und die kontinuierlichen Ertragssteigerungen vieler landwirtschaftlicher Kulturpflanzen andererseits führten – in Anhängigkeit vom Standort – bereits vor 15 bis 20 Jahren zu Engpässen im Hinblick auf eine ausreichende Schwefelversorgung. Vor diesem Hintergrund ist insbesondere bei stark Schwefel bedürftigen Kulturen wie Raps oder Getreide eine Schwefeldüngung angezeigt und gehört seit Jahren zum Düngungsstandard.
Grünland hat vor allem bei intensiver Schnittnutzung aufgrund hoher Rohproteinerträge ebenfalls einen hohen Schwefelbedarf, der bis zu 45 kg/ha und Jahr betragen kann. Pro dt TM-Ertrag bei Gras werden 0,3 kg Schwefel benötigt. Bei einem Ertrag von 90 dt/ha TM ergibt sich so ein S-Bedarf von 27 kg/ha.
Insbesondere intensiv mit Stickstoff gedüngte Grünlandbestände (> 250 kg/ha N) können bei gleichzeitig hoher Nährstoffabfuhr auf eine Schwefeldüngung mit Mehrerträgen reagieren. Dagegen wurden Untersuchungen zu Folge bei niedrigerem N-Düngungsniveau (<200 kg/ha N) bzw. bei extensiver Grünlandnutzung keine nennenswerten Ertragseffekte durch eine zusätzliche Schwefeldüngung festgestellt. Bei der Weidenutzung verbleibt der größte Teil des mit dem Futter aufgenommenen Schwefels auf der Fläche, da dieser über die Exkremente der Weidetiere zurückgeführt wird. Auf Weideflächen ist daher kaum mit einem Schwefelmangel zu rechnen bzw. führt eine Schwefeldüngung nicht zu Ertragssteigerungen.
Eine pauschale Schwefel-Düngungsempfehlungen als ertragssteigernde Maßnahme kann in Abhängigkeit von Standort und Nutzungsintensität nicht gegeben werden. Zu einer suboptimalen Schwefelversorgung kann es aber grundsätzlich eher auf leichten und flachgründigen Böden mit geringem Humusgehalt und geringem Einsatz von Wirtschaftsdüngern kommen. Bei hoher Humusakkumulation auf langjährig genutzten Grünlandflächen kann es aber ggf. zu höheren Schwefel-Nachlieferungen kommen.
S-Mangel feststellen
Im Hinblick auf die Pflanzenernährung ist zu bemerken, dass der Gesamt-Schwefelgehalt in der Pflanze alleine kein ausreichendes Maß für die Ableitung eines möglichen Schwefelmangels bzw. Düngungsbedarfes ist. Dies gilt insbesondere auch deshalb, da der Schwefelgehalt u.a. von der physiologischen Reife und dem Rohproteingehalt abhängt. Als hinreichend genau für die Praxis ist allerdings die einfach zu bestimmende Beurteilung des Verhältnisses von Stickstoff zu Schwefel zueinander im Futter. Dabei gilt: N/S-Verhältnis im Grünlandfutter <12:1 = gute S-Versorgung, > 15:1 = S-Mangel.
Bei der LUFA NRW kann neben der Standard-Futteranalyse die Silage oder das Frischfutter auf Schwefel untersucht werden. Die zusätzliche Schwefelanalyse kostet rund 12 Euro inkl. MwSt. (Stand 2019). Über den Rohproteingehalt im Futter kann über den Faktor 6,25 % der Stickstoffgehalt ermittelt werden.
Wann Schwefel düngen?
Wie mehrjährige Exaktversuche zur Schwefeldüngung auf intensiv genutztem Grünland der Landwirtschaftskammer NRW zeigen, wurden bei gleicher N-Düngungshöhe zwischen den mineralisch mit und ohne Schwefel gedüngten Varianten zum ersten Schnitt keine Ertragsdifferenzen festgestellt. Erst zum zweiten Schnitt traten deutliche und abgesicherte düngungsbedingte Ertragsunterschiede auf.
Eine gezielte Schwefelzufuhr über Mineraldünger hat bei Dauergrünland daher die größte Wirkung bei der Frühjahrsdüngung zum ersten Schnitt, wenn durchlässige Böden, lange nasse Winter und fehlende organische Düngung, die Schwefelversorgung knapp werden lassen könnten.
Hohe zusätzliche Schwefelgaben sind dagegen unproduktiv und unnötig, vor allem, wenn sie im Sommer nach dem zweiten Aufwuchs gegeben werden. Eine verstärkte Mineralisierung von Schwefel im Boden findet verstärkt erst ab der zweiten Jahreshälfte statt, so dass eine gezielte Schwefeldüngung zum 3. und 4. Grünlandschnitt nicht nötig ist. Über die Dynamik von Schwefel im Boden auf Basis von S-Düngungsversuchen gibt es Erkenntnisdefizite. Fest steht, dass es nur einen unbefriedigenden Zusammenhang zwischen dem Smin-Gehalt im Boden und dem S-Ernährungszustand der Pflanzen bzw. dem S-Düngebedarf gibt.
Kleegras braucht viel Schwefel
In Versuchen der Universität Gießen zur Wirkung einer Schwefeldüngung auf den Ertrag und den N-Gehalt bei Kleegrasgemengen, konnte ein positiver Effekt der S-Düngung festgestellt werden. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere Futterleguminosen durch eine verbesserte S-Versorgung mit einer verbesserten N-Fixierleistung reagieren und dies in entsprechend höhere Erträge realisiert werden können. Auch für Kleegras kann festgehalten werden, dass Schwefelmangel stärker auf leichten als auf schweren Standorten auftritt. Dies gilt in besonderer Weise für ökologisch wirtschaftende Betriebe, für die der Kleegrasanbau ein wichtiges Element zur Stickstoffversorgung in der Fruchtfolge ist.
Wie die Ergebnisse eines Versuches der Landwirtschaftlichen Landesanstalt Mecklenburg-Vorpommern belegen (Tabelle 1), führt eine gezielte Schwefeldüngung zur Erhöhung des Leguminosenanteils in Klee-Gras-Gemengen. Die Einzelpflanzen des Klees erweisen sich durch die Schwefeldüngung konkurrenzstärker gegenüber den Gräsern. Durch diese Maßnahme wird durch eine Erhöhung des Leguminosenanteils indirekt die Stickstoffversorgung der Gräser verbessert, was zu einer Erhöhung der Erträge führt.
Tabelle 1: Leguminosenanteil (%) im Kleegras und Trockenmasseerträge (dt/ha) in Abhängigkeit von der S-Düngung (30 kg S/ha)
| Variante | Gülzow 2013 | Gülzow 2013/14 | Plöwen 2014 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Leg.-Anteil % | Ertrag (dt/ha) | Leg.-Anteil % | Ertrag (dt/ha) | Leg.-Anteil % | Ertrag (dt/ha) | |
| Kontrolle | 30 | 69 | 40 | 88 | 35 | k.A. |
| Kieserit | 45 | 80 | 70 | 110 | 60 | k.A. |
| Calciumsulfat | 35 | 83 | 60 | 104 | 50 | k.A. |
Quelle: C. Rutzen 2015, LfLuF MVP
Welcher Schwefel-Dünger?
Boden enthält im durchwurzelbaren Raum bis zu mehreren Tausend Kilogramm Schwefel pro Hektar, der jedoch zum größten Teil (>95%) organisch gebunden vorliegt und erst nach Mineralisation zu Sulfat (SO4) pflanzenverfügbar ist. Schwefel in elementarer Form (z.B. Netzschwefel) kann von Pflanzen nicht direkt aufgenommen werden, sondern muss erst von Thiobakterien zu SO4-umgewandelt werden, was sich bei Bodentemperaturen <10°C über etliche Wochen hinziehen kann. Elementarer Schwefel ist daher langsam und nachhaltig wirkend, aber hinsichtlich der quantitativen Nachlieferung schwer zu kalkulieren. Deshalb wird empfohlen Schwefel in pflanzenverfügbarer Sulfatform (SO4) zu düngen. Die eingesetzte Menge sollte sich dabei am Entzug orientieren, der pro Aufwuchs etwa bei rund 7-11 kg S/ha liegt bzw. bei einem ertragsabhängigen Jahresbedarf von 25 bis 45 kg/ha.
Schwefeldünger sind meist zusammen bzw. in chemischen Verbindungen mit anderen Nährstoffen kombiniert. Je nach Bedarf und Anforderung können schwefelhaltige Düngemittel mit Stickstoff, Kalium und / oder Magnesium ausgebracht werden. Die Tabellen 2 und 3 geben eine Übersicht über schwefelhaltige Mehrnährstoffdünger.
Tabelle 2: Beispiele für weitere schwefelhaltige Dünger (Gehalte nach Herstellerangaben)
| Dünger | % S | Sonstige Nährstoffe/Bemerkungen |
|---|---|---|
| KALISOP (Kaliumsulfat) | 18 | 50 % K2O |
| Patentkali | 17 | 30 % K2O, 10 % MgO |
| Kornkali | 5 | 40 % K2O, 6 % MgO, 3 % Na |
| ESTA Kieserit gran. | 20 | 25 % MgO |
| EPSO Top * (Blattdünger) | 13 | 16 % MgO |
| Magnesia-Kainit | 4 | 11 % K2O, 5 % MgO, 20 % Na |
| diverse NP- und NPK-Dünger | bis 8 | |
| Superphosphat | 12 | 18 % P2O5 |
| NovaPhos 23 | 8 | 23 % P2O5 |
| Gips | 18 | Ca-Gehalt nicht basisch wirksam |
| elementarer Schwefel | 80-99,5 | als Granulat, Pulver und Flüssigprodukt |
Tabelle 3: Beispiele für schwefelhaltige N-Dünger
(Gehaltsangaben in Gewichts-% nach Herstellerangaben bzw. Volumen-%)
| Dünger | Gewichts-% (kg/dt*) | Volumen-% (kg/100 l*) |
ausgebrachte S-Menge bei vorgegebener N-Menge | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| S | N | S | N | 60 kg/ha N
= ..... kg/ha S | 100 kg/ha N = ..... kg/ha S | |
| Ammoniumsulfat (SchwefelsauresAmmoniak, SSA) | 24 | 21 | 69 | 114 | ||
| Ammonsulfatsalpeter (ASS) | 13 | 26 | 30 | 50 | ||
| ASS stabilisiert (Entec 26) | 13 | 26 | 30 | 50 | ||
| Harnstoff–Ammonsulfat (Piamon 33 S) | 12 | 33 | 22 | 36 | ||
| Harnstoff + S (YaraUreas) | 7,5 | 38 | 12 | 20 | ||
| KAS + S (z. B. YaraBela Sulfan) | 6 | 24 | 15 | 25 | ||
| Ammoniumthiosulfat (ATS) | 26 | 12 | 34,3 | 16 | 130 | 216 |
| Ammoniumsulfatlösung (ASL) | 9 | 8 | 11,3 | 10 | 68 | 113 |
| Ammoniumsulfat-Harnstoff-Lösung (Domamon L26) | 6 | 20 | 7,5 | 25 | 18 | 30 |
| AS-Düngerlösung (Lenasol) | 6 | 15 | 7,5 | 19 | 24 | 40 |
| AHL + Schwefel (Piasan-S 25/6, Alzon flüssig-S 25/6) | 6 | 25 | 7,9 | 33 | 14 | 24 |
* Die Gehaltsangaben in Gewichts-% sind für die Ausbringung flüssiger Düngemittel wenig hilfreich, weil die Ausbringmengen sich auf Liter beziehen. Hier interessiert der Gehalt in Volumen-%. Die Umrechnung erfolgt über die Dichte. Angaben hierzu sowie zu den Kalkwerten im Kapitel Stickstoffdüngemittel.
Bei der Schwefeldüngung beachten
Die Schwefeldüngung im ökologischen Landbau kann über Kieserit (MgSO4), Gips (CaSO4) sowie über diverse Kalisulfatdünger wie Patentkali, Magnesia-Kainit erfolgen.
Elementarer Schwefel sowie Ammoniumsulfat-Lösung (ASL) und Schwefelsaures Ammoniak (SSA) wirken in der Düngung physiologisch sauer. Unmittelbar um die Pflanzenwurzeln sinken die pH-Werte unter 4,5. In diesem sauren Milieu werden Spurennährstoffe wie Mangan, Kupfer, Zink, Bor und Eisen besser pflanzenverfügbar. Durch die physiologisch saure Wirkung ist ASL aber „kalkzehrend“ einzustufen. Bei regelmäßigem Einsatz von ASL im Grünland sollte für eine entsprechende Kalkzufuhr gesorgt werden. Faustzahl: pro 100 kg N über ASL werden 200 kg CAO entzogen. PH-neutral wirken Kalium-Schwefel-Dünger und Mg-S-Dünger (Kieserit, Bittersalz) oder Kalzium (Gips).
Die Schwefelgehalte in der Gülle sind in der Regel zu gering um Pflanzenbedarf auf dem Grünland zu decken (SO4-Anteil <20%, gesamt ~0,5 kg/m³, wovon max. nur 50% düngewirksam sind). Bei langjähriger Anwendung org. Dünger kann der Gesamt-Schwefelgehalt im Boden erhöht werden, was eine höhere Schwefelnachlieferung zur Folge hat. Ein potenzieller Schwefelmangel kann aber bei Kulturen mit hohem Bedarf über Gülle nicht verhindert werden.
Eine Schwefeldüngung ist problemlos über das Einmischen von Kieserit sowie ASL in die Gülle möglich.
Autor: Hubert Kivelitz